在我国长输和集输管道的工程实践中,孔板流量计特别是高级孔板阀长期占据统治地位。而随着我国石油天然气事业的大规模发展,在高压、大流量计量方面,孔板流量计越来越受到自身结构的限制而显示出其局限性。近年来一些新型的流量计在国外取得理论和实践成功的基础上,也积极投身国内市场,取得一系列成功经验。特别是超声波流量计在高压、大流量场合具有明显优势,大有取代高级孔板阀之势。由于认识的误区很多人认为超声波流量计性能好但价格昂贵,事实是不是如此呢?我们通过一系列比较可以得到更正确的结论。
1、孔板流量计的使用要求
孔板流量计(流量与差压的平方成正比)的使用条件、使用范围和对管道的要求:
(1) 流体:应是单相、均质的牛顿流体,在通过节流装置时不发生相变和析出杂质,在节流装置中不得有任何形式的物质黏附或聚集。
(2) 管道:仅适用于圆管,管径大小有一定限制,上下游有很长的直管段,而且节流件上游 10D、下游 4D直管段的内表面粗糙度、圆度要严格符合具体规定。
(3) 流态:流动应是连续、稳定的,不是脉动流;在受到节流件影响前已形成典型的、充分发展的流速分布(紊流速度分布),流线与管轴线平行,不得为旋转流。
2、技术性能的比较
2.1量程比低
由于结构特点,孔板流量计是通过节流件来完成测量的,所以其量程比通常只有1:3,最高可达1:10,而超声波流量计没有任何阻流件,其量程比可达 1:200。这两个数据表明:如果实现一种测量方案,假定其流量范围是从1m3/h~40m3/h,使用超声波流量计只需要一路工艺计量回路就可以实现,如果采用孔板流量计,需要多路才能实现。
2.2压损
由于孔板流量计的结构有阻流件,超声波流量计没有阻流件,那么显而易见:孔板流量计的压损很大,超声波流量计压损实际可以忽略不计。节流装置能耗计算如下:
以下以 1 个典型用户用气参数进行能耗计算:用气量160× 104m3/d,用气压力 0.6MPa。
节流装置压力损失计算式:(最大刻度差压50kPa、β=0.68)
δ P=(1-0.24 β -0.52 β2-0.16 β3)Δ P
=0.5486×50
=27.43kPa
节流装置能耗计算式:(压缩机效率η =0.8)
W= δp ×QV/η
= 27430×18.5185/0.8
=634953W
计算耗能费:能源价 0.4 元 /kWh
耗能费(年)=(W/1000)×(运行时数/年)×(元/ kWh)
=(634953/1000) ×365×24×0.4
=2224876(元/年)
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